近年来,混凝土布料机在建筑中的使用越来越多,特别是在高层建筑中的运用,混凝土布料机有着布料精准、范围广、效率高和成本低的优势。目前,混凝土布料机在我国的生产制造技术已经成熟,但随着建筑物的增高,不管是对布料机的布料范围,还是布料机的臂架性能都提出了更高的性能要求。布料机主要是靠臂架进行布料作业,臂架数量在增加的时候,布料机的整机重量也随之增加。为了减轻臂架在工作过程中的负载,混凝土布料机臂架结构逐渐趋于质量轻、新材料的方向发展,但由于臂架质量太轻,工作当中会引起轻微的振动,使用安全性能降低。近几年,在保证臂架性能的同时怎样实现布料机臂架的结构优化一直是研究的热门课题。为了实现混凝土布料机臂架结构的合理分布,本文以型号为HG35A-4Z的多轴超长臂混凝土布料机臂架作为研究对象,对混凝土布料机臂架结构进行拓扑优化分析。首先,介绍臂架系统的结构类型,分析臂架系统的载荷情况,然后使用Pro/E软件建立臂架的3D实体模型,并根据臂架的3D模型建立ADAMS动态模型,对臂架的铰点参数进行优化,结合臂架的动态仿真分析,获得了铰点的合理分布位置。其次,对臂架模型进行结构简化,定义简化后的模型类型和材料属性,将臂架模型导入Hyper Mesh中进行预处理和网格划分,使用ANSYS软件对五六节臂架的三种工况做后处理,对臂架进行静强度计算。然后,以臂架腹板和盖板作为设计域,将臂架强度作为约束条件,将臂架体积分数作为设计变量,将臂架重量最小作为目标函数,运行Opti Struct求解器对前处理的臂架模型进行结构优化,基于优化结果和设计要求调整臂架结构,臂架主体结构重量减少了约18.01kg。最后,按照国家标准要求对臂架的三种工况进行了应力实验,实验结果与理论仿真结果基本一致,臂架强度和刚度均满足工况需求,表明了有限元仿真结果的可靠性。